Utilizzando il sequenziamento unicellulare, i ricercatori del Wellcome Sanger Institute, University College London (UCL), dell’Imperial College London, del Netherlands Cancer Institute e dei loro collaboratori, hanno scoperto nuove risposte immunitarie che aiutano a spiegare come alcuni individui evitano di contrarre il COVID-19.
Gli scienziati hanno studiato le risposte immunitarie contro l’infezione da SARS-CoV-2 in volontari adulti sani e non tutti i partecipanti esposti hanno continuato a sviluppare un’infezione da COVID-19, consentendo al team di scoprire risposte immunitarie uniche associate alla resistenza all’infezione virale sostenuta e alla malattia.
I risultati, appena pubblicati su Nature, forniscono la cronologia più completa fino ad oggi di come il corpo risponde all’esposizione alla SARS-CoV-2 o a qualsiasi malattia infettiva. Il lavoro fa parte dell’iniziativa Human Cell Atlas per mappare ogni tipo di cellula nel corpo umano. SARS-CoV-2 ha infettato milioni di persone in tutto il mondo con la malattia da Coronavirus 2019 (COVID-19). Sebbene sia potenzialmente fatale, molti sono entrati in contatto con qualcuno che è risultato positivo al COVID-19 ma sono riusciti a evitare di ammalarsi: negativi al test PCR o casi asintomatici.
Mentre studi precedenti hanno esaminato i pazienti COVID-19 dopo l’insorgenza dei sintomi, in questo nuovo studio i ricercatori hanno deciso di catturare le risposte immunitarie direttamente dall’esposizione in una coorte immunologicamente naive.
Come parte dello studio UK COVID-19 Human Challenge, condotto dall’Imperial College di Londra, a 36 volontari adulti sani senza precedenti di COVID-19 è stato somministrato il virus SARS-CoV-2 attraverso il naso. I ricercatori hanno eseguito un monitoraggio dettagliato nel sangue e nel rivestimento del naso, monitorando l’intera infezione e l’attività delle cellule immunitarie prima dell’evento di infezione stesso per 16 volontari. I team del Wellcome Sanger Institute e dell’UCL hanno quindi utilizzato il sequenziamento single-cell per generare un set di dati di oltre 600.000 singole celle.
Tra tutti i partecipanti, il team ha scoperto risposte precedentemente non segnalate coinvolte nel rilevamento immediato del virus. Ciò includeva l’attivazione di cellule immunitarie mucose specializzate nel sangue e una riduzione dei globuli bianchi infiammatori, che normalmente inghiottono e distruggono gli agenti patogeni.
Gli individui, che hanno immediatamente eliminato il virus, non hanno mostrato una tipica risposta immunitaria diffusa ma hanno montato risposte immunitarie innate leggere mai viste prima. I ricercatori suggeriscono alti livelli di attività di un gene chiamato HLA-DQA2 prima dell’esposizione hanno anche aiutato le persone a impedire che un’infezione sostenuta prendesse piede. Al contrario, i sei individui che hanno sviluppato un’infezione sostenuta da SARS-CoV-2 hanno mostrato una rapida risposta immunitaria nel sangue ma una risposta immunitaria più lenta nel naso, permettendo al virus di stabilirsi lì. I ricercatori hanno inoltre identificato modelli comuni tra i recettori delle cellule T attivati, che riconoscono e si legano alle cellule infette da virus. Questo offre approfondimenti sulla comunicazione delle cellule immunitarie e sul potenziale per lo sviluppo di terapie mirate con cellule T per il COVID-19 e altre malattie.
“Questa è stata un’opportunità incredibilmente unica per vedere come appaiono le risposte immunitarie quando si incontra un nuovo agente patogeno negli adulti senza precedenti di COVID-19, in un ambiente in cui potrebbero essere controllati fattori come il tempo di infezione e le comorbilità”, sostiene il dottor Rik Lindeboom, co-primo autore dello studio.
“Questi risultati gettano nuova luce sugli eventi iniziali cruciali che consentono al virus di prendere piede o di eliminarlo rapidamente prima che si sviluppino i sintomi. Ora abbiamo una comprensione molto maggiore dell’intera gamma di risposte immunitarie, che potrebbero fornire una base per lo sviluppo di potenziali trattamenti e vaccini, che imitano queste risposte protettive naturali”, aggiunge il dottor Marko Nikolić, autore senior dello studio presso l’UCL e consulente onorario in medicina respiratoria.
Per la dottoressa Sarah Teichmann, autrice senior dello studio e cofondatrice dell’Atlante delle cellule umane, “mentre stiamo costruendo l’Atlante delle cellule umane possiamo identificare meglio quali delle nostre cellule sono critiche per combattere le infezioni e capire perché persone diverse rispondono al coronavirus in modi vari. Gli studi futuri possono confrontarsi con il nostro set di dati di riferimento per capire come una normale risposta immunitaria a un nuovo agente patogeno si confronta con una risposta immunitaria indotta dal vaccino”.
“I modelli di sfida umana sono un modo inestimabile per costruire la nostra comprensione di come il corpo risponde alle malattie infettive -conclude Shobana Balasingam, responsabile della ricerca nel team di malattie infettive di Wellcome, – Questi studi ci consentono di monitorare da vicino ciò che accade dal momento dell’infezione, permettendoci di seguire la risposta immunitaria fino allo sviluppo e alla gravità dei sintomi. Questi risultati sono un’entusiasmante aggiunta alla nostra base di prove di come persone diverse potrebbero rispondere o essere protette dalle infezioni da COVID-19. Dobbiamo capire come fattori come l’esposizione naturale alla malattia influenzano la risposta del corpo al virus o a un vaccino. E’ fondamentale che studi come questo si espandano in contesti a basse risorse in cui le malattie sono endemiche, per garantire che stiamo sviluppando strumenti e terapie specifici per i più vulnerabili”.
Nature: “Human SARS-CoV-2 challenge resolves local and systemic response dynamics”. DOI: 10.1038/s41586-024-07575-x
ANTONIO CAPERNA